научный журнал по химии Прикладная биохимия и микробиология ISSN: 0555-1099

СОНГ С., СУН Х., ХИЕ Ю., ЦАО З. — 2013 г.

Термостабильная -глюкозидаза (TmBglA) из Thermotoga maritima – перспективный биокатализатор для получения изофлавоновых агликонов. Для эффективного гидролиза соевых изофлавоновых конъюгатов необходим поиск ферментов с высокой специфичностью к природным субстратам. Изучено влияние аминокислот, расположенных в агликонсвязывающем кармане с неконсервативными остатками специфичных групп фермента, принадлежащего семейству 1 гликозидгидролаз (GH1), с использованием TmBglA (дикого типа) из T. maritima и трех мутантных, в которых были произведены замены аминокислот – М1-TmBglA, М2-TmBglA и М1М2-TmBglA. Три мутантных белка были экспрессированы в Escherichia coli, выделены и охарактеризованы. Мутации привели к сдвигам в значениях оптимальной температуры, термостабильности, сужению кривой рН-зависимости в результате удаления ионизированной боковой цепи. Все мутации снижали эффективность катализа, по отношению к природным субстратам, таким как гликозид салицина, по сравнению с синетическим р-нитрофенил- -D-глюкопиранозидом. Это свидетельствует о том, что замененные аминокислоты являются ключевыми, определяющими специфичность к агликону. Меньшая степень гидролиза генистеина и даидзеина ферментом M2-TmBglA, по сравнению с M1-TmBglA, свидетельствовала в пользу того, что остатки L400, A407 и E408 в TmBglA в большей степени необходимы для проявления каталитической активности и связывания соевого изофлавонового гликозида, чем V170, A171, V173, G174, H180.

ЛАПШИНА Л.А., НАГОРСКАЯ В.П., НОВИКОВ В.Л., РЕУНОВ А.В., ШЕСТАК О.П. — 2013 г.

Определена активность гидролаз (протеазы, РНКазы) в незараженных и зараженных вирусом табачной мозаики листьях табака сорта Самсун, не обработанных и обработанных динатриевой солью 2-ацетил-4-гидроксикарбонил-метилтио-5-хлороциклопент-4-ен-1,3-диона (ДС). Показано, что обработка листьев этим соединением существенно повышала в них активность гидролаз по сравнению с необработанными листьями. В инфицированных листьях, обработанных за 1 сут до заражения ДС, наряду с повышенным уровнем гидролаз, выявлено большее количество подвергнутых деструктивным изменениям вирусных частиц, чем в зараженных необработанных листьях. Предполагается, что обусловленная ДС активация гидролаз способствует деструкции вирусных частиц и, таким образом, является одним из индуцированных этим соединением защитных механизмов клеток, препятствующих внутриклеточному накоплению вируса.

КИСЕЛЁВ К.В., МАНЯХИН А.Ю., ШУМАКОВА О.А. — 2013 г.

Исследован биосинтез резвератрола при добавлении предшественника биосинтеза – фенилаланина (Фен). Показано, что добавление Фен достоверно увеличивало экспрессию генов фенилаланин-аммиак-лиаз (ФАЛ), стильбенсинтаз (СТС) и продукцию резвератрола в 8.5 раза. Полученные данные по продукции резвератрола при добавлении Фен и кумаровой кислоты (КК) сравнены с известными аналогами.

ГЛЯНЬКО А.К., ИЩЕНКО А.А. — 2013 г.

Показаны изменения в функциональной активности НАДФН-оксидазы в микросомальной фракции корней этиолированных проростков гороха под влиянием ризобиальной инокуляции и ионов кальция (Са2+). Обнаружены колебания активности фермента на среде с экзогенным источником Са2+ (СаСl2, 100 мкМ): повышение через 5 и 20 мин и снижение через 10 и 30 мин. Хелатор кальция (этиленгликоль тетрауксусная кислота, 100 мкМ) способствовал снижению активности фермента на фоне экзогенного кальция. Ризобиальная инокуляция в 3.9 раза увеличивала активность фермента через 5 мин по сравнению с контролем (без инокуляции). Активатор Cа2+-каналов амиодарон (300 мкМ) и блокатор Са2+-каналов – хлорид лантана (400 мкМ), снижали активность НАДФН-оксидазы на фоне ризобиальной инокуляции до уровня контроля (без инокуляции). Делается вывод об участии Ca2+ и активных форм кислорода в регуляции активности мембранной НАДФН-оксидазы в корнях проростков гороха.

АНДРЮШИНА В.А., ВОЙШВИЛЛО Н.Е., ДРУЖИНИНА А.В., СТЫЦЕНКО Т.С., ЯДЕРЕЦ В.В. — 2013 г.

Идентифицированы с помощью Н1ПМР-спектроскопии, а также сравнением со стандартными образцами, основные и побочные продукты гидроксилирования мицелием C. lunata ВКПМ F-981 четырнадцати 4-3-кетостероидов рядов эстрана, андростана и прегнана и шести их -гидроксианалогов. Полученные экспериментальные данные рассмотрены с точки зрения триангулярной модели субстрат-ферментного взаимодействия. Выявлена зависимость направления гидроксилирования стероидной молекулы и ориентации гидроксигрупп от структуры исходного субстрата.

АЛИНКИНА Е.С., БУРЛАКОВА Е.Б., ВОРОБЬЁВА А.К., ЕРОХИН В.Н., КОЗАЧЕНКО А.И., МЕДВЕДЕВА И.Б., МИШАРИНА Т.А., НАГЛЕР Л.Г., СЕМЕНОВ В.А., ФАТКУЛЛИНА Л.Д. — 2013 г.

In vivo изучено влияние приема эфирного масла орегано (Origanum vulgare L.) в малых дозах с питьевой водой в течение 3 мес. на степень прививаемости опухоли карциномы Льюис и на некоторые показатели окислительного стресса у мышей-гибридов линии F1 DBA С57 Black. Установлено, что эфирное масло орегано обладало противораковой активностью. Его прием снижал степень прививаемости опухоли в 1.8 раза, уменьшал ее размер в 1.5 раза и существенно ингибировал развитие опухоли у заболевших мышей. Найдено, что прием эфирного масла не влиял на интенсивность перекисного окисления липидов в мозге мышей и приводил к значительному (на 36%) снижению содержания вторичных продуктов окисления липидов по их реакции с тиобарбитуровой кислотой в липидах печени по сравнению с контролем. Установлено, что через 3 мес. приема эфирного масла в печени мышей увеличивалась активность антиоксидантных ферментов (в 1.5–3 раза) по сравнению с контрольной группой. Такое действие эфирного масла подтверждает наличие у него свойств биоантиоксиданта.

ОЛЕННИКОВ Д.Н., РОХИН А.В. — 2013 г.

Проведено исследование водорастворимых полисахаридов семян кардамона настоящего (Elettaria cardamomum White at Maton, сем. Zingiberaceae). Установлено, что в составе полисахаридов E. cardamomum присутствуют компоненты нейтрального и кислого характера. Из нейтральной фракции выделено три полисахарида с молекулярными массами 380, 166 и 27 кДа. По данным структурного анализа, установлено, что полимеры представляют собой -глюканы разной степени разветвленности (7.1–46.1%), в основных цепях которых остатки -(1 4)-D-глюкопиранозы замещены по положению С-6 единичными остатками -D-глюкопиранозы. Полисахариды с подобным строением обладают широким спектром биологической активности. Присутствие разветвленных -глюканов в семенах E. cardamomum установлено впервые.

АКИШЕВ Ю.С., ГРУШИН М.Е., КИРЕЕВ Г.В., КОБЗЕВ Е.Н., МАРТОВЕЦКАЯ И.И., РАКИЦКИЙ Ю.А., ТРУШКИН Н.И., ХОЛОДЕНКО В.П., ХРАМОВ М.В., ЧУГУНОВ В.А. — 2013 г.

Исследовано воздействие холодной плазмы на микробные клетки E. coli. Показано, что при обработке холодной плазмой клеток E. coli происходило частичное либо полное нарушение целостности цитоплазматической мембраны (ЦПМ) клеток, что сопровождалось выходом внутриклеточных соединений во внеклеточную среду. Количественная оценка степени повреждения клеточной мембраны показала, что для гибели клеток достаточно потери не более 23.6% внутриклеточных соединений (рассчитано по доле выхода внутриклеточных нуклеотидов). Использование сред с различной ионной силой для создания осмотического шока показало, что обработка клеток E. coli холодной плазмой приводилa к значительному снижению прочности их клеточной стенки.

АРТАМОНОВА С.Д., ШАРНИНА Ф.Ф. — 2013 г.

Изучены особенности кислотного гидролиза хитин-глюкановых комплексов (ХГК) высших грибов и разработана технология выделения и очистки из гидролизата D(+)-глюкозамина гидрохлорида высокого качества. Состав, свойства и чистота продукта проанализированы с использованием комплекса физико-химических методов. Выход конечного продукта составил 20–60% в зависимости от содержания хитина в образцах ХГК. Полученный аминосахар представлял собой белый кристаллический порошок без запаха, легко растворимый в воде, малорастворимый в 95%-ном этиловом спирте, нерастворимый в хлороформе, в других органических растворителях и по основным показателям соответствовал качеству стандартного D(+)-глюкозамина гидрохлорида.

РАЙ В., СИНГХ Н., ТРИПАТИ C. — 2013 г.

Идентифицирован новый штаммм Streptomyces sр., выделенный из почвы штата Чхаттисгарх (Индия), имеющий широкий спектр антибактериальной и противогрибковой активности. На основании исследования физиолого-биохимических свойств и последовательности 16S рРНК выделенный активный штамм был отнесен к Streptomyces rimosus subsp. rimosus (10792 MTCC). Антимикробная активность соединений, выделенных из S. rimosus, изучена по отношению к резистентным к антибиотикам патогенным бактериям по методу Бауэра и Кирби. Активные метаболиты экстрагировали из культуральной жидкости н-бутанолом и проводили очистку методом хроматографии на силикагеле и ВЭЖХ. Охарактеризованы физико-химические свойства одного из выделенных соединений: цвет, температура плавления, растворимость, исследован элементный анализ, проведены химические реакции, на наличие химических групп, проанализированы данные масс-спектрометрии (ESI-МС), ИК- и, УФ-спектроскопии, 1-ЯМР, 13-ЯМР. Очищенное противомикробное соединение, синтезируемое S. rimosus MTCC 10792, в концентрации 25 мкг/мл обладало противотуберкулезной активностью по отношению к Mycobacterium tuberculosis H37Rv, Mycobacterium tuberculosis H37R, а также антимикробной активностью в отношении всех протестированных бактериальных и грибных патогенов.

МУРАВЬЁВ М.И., ФОМЧЕНКО Н.В. — 2013 г.

Исследован процесс выщелачивания меди и цинка из медеплавильного конвертерного шлака сернокислыми растворами сульфата трехвалентного железа, полученными с использованием ассоциации ацидофильных хемолитотрофных микроорганизмов. Выбраны лучшие параметры химического выщелачивания: температура 70°С, начальная концентрация трехвалентного железа в выщелачивающем растворе 10.1 г/л, содержание твердой фазы в суспензии 10%. Проведение процесса при указанных параметрах обеспечивало извлечения меди в раствор 89.4, цинка – 39.3%. Показана возможность биорегенерации трехвалентного железа в растворе, полученного после химического выщелачивания шлака, железоокисляющими ацидофильными хемолитотрофными микроорганизмами без ингибирования их активности.

БЕССОЛИЦЫНА Е.А., ДАРМОВ И.В., ШЕВЧЕНКО Е.А. — 2013 г.

Изучено более 20 видов трутовых грибов, выделенных в лесах Кировской области и не относящихся к классическим продуцентам лигнолитических ферментов, на наличие генов лигнинпероксидазы, лакказы и марганецпероксидазы. Выявлено 15 изолятов 11 видов базидиомицетов, имеющих гены всех трех лигнолитических ферментов. Впервые гены указанных ферментов обнаружены у D. mollis, D. quercina, F. pinicola, G. trabeum, G. lucidum, H. fasciculare, L. betulina, P. betulinus, P. igniarius, P. pomaceus, P. pini, P. cinnabarinus.

ВАЛУЕВА Т.А., ГЕРАСИМОВА Н.Г., КЛАДНИЦКАЯ Г.В., ПАРФЁНОВ И.А., РЕВИНА Т.А. — 2013 г.

Ген PKPIJ-B, кодирующий в картофеле (Solanum tuberosum L., сорт Юбилей Жукова) белок-ингибитор химотрипсина, принадлежащий к подсемейству картофельных ингибиторов Кунитца (PKPI, potato Kunitz-type proteinase inhibitors) был клонирован в вектор pET23a и затем экспрессирован в клетки Escherichia coli. Рекомбинантный белок PKPIJ-B, полученный в виде телец включения, денатурировали, отделяли от примесей методом высоко эффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на Mono Q в денатурирующих условиях и ренатурировали. Ренатурированный белок был дополнительно очищен с помощью ВЭЖХ на ДЭAЭ-Toyopearl. Белок PKPIJ-B эффективно подавлял активность химотрипсина, слабее действовал на трипсин и угнетал рост и развитие фитопатогенных микроорганизмов, поражающих растения картофеля.

TЯН Я.-С., ПЕНГ Р.-Х., СЮЙ ДЖ., СЮЙ Х., ЯO К.-Х. — 2013 г.

Каталаза расщепляет H2O2 в клетках и снижает токсичность перекисных соединений. Ген каталазы HpСAT1 из метилотрофных дрожжей Hansenula polymorpha за исключением части, кодирующей сигнальный пептид, был клонирован в экпрессирующий вектор pYM3165 и методом электропорации встроен в геном Pichia pastoris GS115. В результате анализа активности фермента и электрофореза в ПААГ с Na-ДДС было показано, что рекомбинантный белок (HpCAT1) из H. polymorpha экпрессировался в P. pastoris. Внеклеточную каталазу P. pastoris GS115 выделяли из супернатанта культуры, осаждали высаливанием (NH4)2SO4 и проводили аффинную хроматографию на Ni-NTA. Исследованы основные биохимические свойства рекомбинантного белка HpCАТ1, температурный и рН-оптимумы, термостабильность, рН-стабильность, а также чувствительность к ионам металлов и химическим веществам. При использовании H2O2 в качестве субстрата HpCAT1 оптимальные значения рН и температуры были 2.6 и 45°C, соответственно. Активность рекомбинантного белка ингибировалась в присутствии 1.0 мМ Hg2+ и Cu2+ и возрастала в присутствии 1 мМ Fe2+.

ВАГНЕР ДЖ. Р., КАНЕЛ Р.С., КИЯНКО М.В., ЛЮДЕМАНН В., ПОЗЕ Г. — 2013 г.

Выделены и идентифицированы мицелиальные грибы из различных источников для исследования свойств пищевых волокон мицелия и содержания -глюкана. Изучена способность мицелия к поглощению и удерживанию воды. Содержание пищевых волокон в грибах варьировало в пределах 16–53%, самые высокие значения были получены для родов Paecilomyces и Penicillium, что соответствовало более высокому содержанию в них -глюкана (24 и 17% соответственно). Эти показатели значительно выше ранее опубликованных для базидиомицетов и дрожжей. Мицелий грибов с высокой водоудерживающей способностью обладал также и большей способностью к поглощению воды. Мицелий Paecilomyces variotii и Penicillium nalgiovense обладали лучшими гидратационными свойствами, высушенный мицелий в значительной степени терял способность к удерживанию воды (на 75%). Полученные результаты вносят вклад в исследование новых нетрадиционных ингредиентов с высоким содержанием белка и -глюкана. Использование высушенного мицелия в качестве таких добавок может изменять водоудерживающие свойства пищевых систем.

АНТИПОВА Т.В., ЖЕЛИФОНОВА В.П., КОЗЛОВСКИЙ А.Г. — 2013 г.

Грибы рода Penicillium, выделенные из малоизученных местообитаний, способны синтезировать как известные ранее, так и новые физиологически активные вещества различной структуры. К ним относятся вторичные метаболиты алкалоидной природы – эргоалкалоиды, дикетопиперазины, хинолины, хиназолины, бензодиазепины и поликетиды. Обсуждается использование профилей вторичных метаболитов для целей таксономии. Изучение физиолого-биохимических характеристик продуцентов биоактивных соединений показало, что биосинтез алкалоидов начинается с первых суток культивирования и идет параллельно росту. Отмечен циклический характер накопления алкалоидов, связанный с процессами биосинтеза, экскреции из клеток, деградацией в культуральной жидкости и поглощением алкалоидов клетками. Синхронные изменения концентрации внутриклеточного триптофана и алкалоидов необходимы для регуляции оптимального для культуры количества триптофана.

БОЧЕНЕК Ж., ГЕРМАН А., ГЕРМАН А.П. — 2013 г.

Показано влияние масел лаванды и корицы на экcпрессию гена FtsZ у штамма Staphylococcus aureus ATCC 29213. Эти масла частично ингибировали траскрипцию FtsZ, что приводило к нарушению клеточного деления на уровне формирования септы. Механизм действия масел аналогичен механизму действия лекарственных препаратов, применяемых в терапии стафилококковых инфекций. Представленные результаты могут быть основой дальнейших более детальных исследований влияния эфирных масел корицы и лаванды на синтез белков FtsZ на посттранскрипционном уровне и других стадиях клеточного деления как у S. aureus, так и других патогенных бактерий.

ИУТИНСКАЯ Г.А., КОНОН А.Д., ПИРОГ Т.П., СОФИЛКАНИЧ А.П. — 2013 г.

Исследовано влияние поверхностно-активных веществ (ПАВ) Rhodococcus erythropolis ИМВ Ac-5017, Acinetobacter calcoaceticus ИМВ В-7241 и Nocardia vaccinii K-8 на фитопатогенные бактерии. Показано, что после обработки в течение 2 ч препаратами ПАВ (0.15–0.4 мг/мл) штаммов ИМВ Ac-5017 и ИМВ В-7241 выживаемость клеток (105 107 в мл) фитопатогенных бактерий родов Pseudomonas и Xanthomonas составляла 0–33%. В присутствии препаратов ПАВ (0.085–0.85 мг/мл) N. vaccinii K-8 количество клеток большинства исследуемых фитопатогенных бактерий снижалось на 95–100%. Полученные данные показывают перспективность использования микробных ПАВ для разработки экологически безопасных препаратов для контроля численности фитопатогенных бактерий.

ДЕМАКОВ В.А., ЕГОРОВА Д.О., КОРСАКОВА Е.С., ПЛОТНИКОВА Е.Г. — 2013 г.

Исследована деструкция ароматических углеводородов штаммом Rhodococcus wratislaviensis KT112-7, выделенным из техногенно-минеральных образований предприятия БКРУ1 ОАО “Уралкалий” (г. Березники, Пермский край). Показано, что R. wratislaviensis КТ112-7 осуществляет утилизацию высоких концентраций о-фталевой кислоты (о-ФК) (8 г/л), бензойной кислоты (БК) (3.4 г/л) и растет на о-ФК, БК, бифениле при содержании NaCl в среде культивирования до 75, 90 и 100 г/л соответственно. На основании анализа метаболического профиля и нуклеотидных последовательностей генов bphA1, benA и phtB установлено, что штамм KT112-7 осуществляет разложение о-ФК через стадии образования 3,4-дигидроксифталевой и 3,4-дигидроксибензойной кислот, разложение бифенила – через БК и далее, при низких концентрациях NаCl (до 50 г/л) через образование 4-гидроксибензойной кислоты с последующим ее окислением, а при высоких концентрациях NaCl (от 60 г/л) – путем прямого окисления бензойной кислоты до катехола. Полученные данные указывают на перспективность использования штамма-деструктора Rhodococcus wratislaviensis KT112-7 при разработке новых биотехнологий, направленных на утилизацию (трансформацию) ароматических соединений, в том числе в условиях повышенной минерализации.

БУРЕНИН А.Г., КСЕНЕВИЧ Т.И., НИКИТИН М.П., НИКИТИН П.И., ОРЛОВ А.В. — 2013 г.

Разработан безмаркерный метод на основе спектрально-корреляционной интерферометрии для высокочувствительной детекции пиретроидов с помощью конкурентного иммуноанализа на поверхности сенсорных чипов, в качестве которых используются широкодоступные микроскопные покровные стекла. Показано, что данный метод позволяет независимо оптимизировать каждую стадию модификации сенсорной поверхности, что может применяться для повышения эффективности разработки протоколов широкого круга иммуноанализов, использующих стеклянную поверхность в качестве твердой фазы. С помощью предложенного метода продемонстрирована регистрация на поверхности оптимизированных сенсорных чипов одного из наиболее стабильных метаболитов целого ряда пиретроидов – 3-феноксибензойной кислоты – на уровне 15 пг/мл, что в 50 раз лучше чувствительности иммуноферментного анализа.